Sensorik/Aktorik

9.5.2 Codierte Wegmeßverfahren
• Nachteil des Inkrementalverfahrens: Zählfehler verfälschen alle nachfolgenden Messungen
• deshalb codierte Verfahren, bei dem jeder Position ein codiertes elektrisches Signal zugeordnet
ist
• Gray-Code: beim Übergang zur nächsten Zahl ändert sich nur ein Bit → kein unsicherer Übergangsbereich,
wenn noch nicht alle Bits neu gesetzt wurden
• Nachteil hier: mehr Aufwand, da viele Abtastspuren
9.6 Ultraschallverfahren
• Radargleichung (punktförmiger Sender und Reflektor): I = σI 0 (r 0 /r) 4
• Abstandsmessung über Laufzeit eines Pulses
• Zeitfenster für Bewegungserkennung und Elimination von Störungen
• ermöglicht durch Signalverarbeitung die Unterscheidung verschieden großer Objekte oder das
Erkennen der Bewegungsrichtung
9.6.1 Bewegungserkennung mit dem Dopplerverfahren
• Phasendifferenz zwischen Sende- und Empfangssignal φ = 2ωl/c mit ω = 2πf Send
• Änderung der Phase durch Bewegung:
˙φ = ∂φ
∂l ˙l + ∂φ ˙ω
∂ω
(19)
= 2ω
c − v v + 2l ˙ω
c
(20)
• Bestimmung des Abstands zum ruhenden Objekt durch Frequenzmodulieren
• Erzeugung des Signals mit Ultraschallwandlern: elektrostatisch, piezoelektrisch oder elektromagnetisch
9.7 Drehzahlsensoren
9.7.1 Wirbelstromdrehzahlmesser
• Permanentmagnet erzeugt ein Magnetfeld, das durch einen Luftspalt über eine Scheibe geschlossen
wird
• im Luftspalt nichtmagnetische Scheibe, in die Wirbelströme induziert werden
• dadurch wird sie mit einem Moment belastet, aber durch eine Spiralfeder zurückgehalten
• Auslenkung der Scheibe ist Maß für die Drehzahl
• Anwendung: im Tachometer
• Genauigkeit besser als 1% möglich
9.7.2 Permalloysensor
• magnetisches Zahnrad vor Magnetfeldsensor
• ergibt Schwingung, deren Frequenz proportional zur Drehrate ist
9.7.3 Kapazitiver Sensor
• für Hochtemperaturanwendungen
• Elektroden des Kondensators sitzen nebeneinander
• wenn ein Teil des drehenden Objekts (z.B. Turbinenschaufel) sicht nähert, ändert sich die Kapazität
• Vorteil: auch für Kunststoff oder Keramik geeignet
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